기계적 합금
기계적 합금화란 고에너지 볼밀에서 분말입자와 연삭볼 사이에 장기간의 강한 충격과 충돌을 통해 분말입자의 냉간용접과 파쇄를 반복하여 금속 또는 합금분말이 생성되는 분말제조공정으로, 분말을 얻기 위해 분말 원자의. 티타늄 및 티타늄 합금 분말을 제조하기 위한 기계적 합금화는 티타늄 화합물 또는 혼합 분말과 현상 매체(보통 소량의 공정 제어제를 첨가해야 함)를 고에너지 볼 밀(아르곤 가스 보호)에 넣어 분쇄하는 것입니다. 분쇄공정은 용접-파괴-용접을 반복하는 연속공정을 통해 분말입자를 연속적으로 분쇄하고 점차적으로 혼합하여 매우 미세한 분말입자크기를 만들어 내는 공정입니다. 이 공정의 장점은 연삭 재료를 어떤 비율로든 일치시킬 수 있어 합금 재료 또는 단일 금속 분말을 제조할 수 있다는 것입니다.
수소화 탈수소화법(HDH)
HDH는 티타늄과 수소의 가역적 성질을 이용하여 티타늄 분말을 제조하는 공정입니다. 수소를 흡수한 후, 티타늄은 취성을 생성하며, 이는 기계적으로 티타늄 수소화물 분말로 분해된 다음 탈수소화되어 고온의 진공 상태에서 티타늄 분말을 생성합니다. 이 공정으로 생산된 티타늄 분말은 입자크기가 넓고, 가격이 저렴하고, 원료 소요량이 적어 국내외에서 티타늄 분말 생산의 주요 방법으로 자리 잡았지만, 이 방법으로 제조된 티타늄 분말은 O와 N의 함량이 높습니다. 최근에는 저비용, 저산소 함량의 티타늄 분말 제조에 대한 연구가 국내외에서 점점 더 활발해지고 있습니다.
분무화 방식
원자화 방법은 액체 금속 또는 합금 흐름을 작은 물방울로 분해한 다음 환경에서 냉각 및 응고하여 금속 분말을 얻는 방법입니다. 현재 티타늄 분말은 주로 가스 분무법과 원심분무법에 의한 분무법으로 제조할 수 있다.
가스 분무 방식
가스 원자화 방법은 일반적으로 도가니 바닥의 노즐을 통해 도가니의 원료를 고속 가스로 녹여 금속 용융 스프레이를 스프레이로 생성하고 금속 분말로 응축시키는 데 사용됩니다.
원심분무방식
원심분무법은 회전에 의해 발생하는 원심력에 의해 티타늄 분말을 제조하는 방법으로, 금속이 부서져 미스트 방울 형태로 튀어나온 후 고순도 구형 티타늄 분말이 고체화되는 방식이다. 현재 원심분무화 방식에는 주로 회전전극법(REP), 플라즈마 회전전극법, 전자빔 회전디스크법(EBRD) 등이 있다.
원심 분무로 얻은 티타늄 분말은 표면이 매끄러운 구형이며 상대적으로 조밀하고 유동성이 좋으며 입자 크기 분포가 좁으며 전극 속도를 회전시켜 입자 크기를 조정할 수 있습니다. 가스 원자화에 의해 제조된 분말과 비교하여 회전 전극 공정에 의해 제조된 분말은 원자화된 구형 티타늄 분말에서 공통된 결합상을 갖지 않으며 분말 입자 크기가 더 균일합니다. 그러나 이 방법으로 제조된 티타늄 분말은 가격이 비싸 항공우주 분야에서 일반적으로 사용된다.
금속의 열적 환원
티타늄 분말을 제조하기 위한 전통적인 금속 열환원법에는 주로 TiO2 칼슘 열환원법과 TiCl4 금속 열환원법이 있다. TiO2 칼슘 열환원법은 TiO2를 금속칼슘과 고온에서 환원시켜 티타늄 분말을 제조하는 방법이다. TiCl4 금속 환원법에는 마그네슘 환원법(Kroll 방법)과 나트륨 환원법(Hunter 방법)이 있습니다. 마그네슘 환원법으로 제조된 티타늄 분말은 주로 스펀지 티타늄을 제조하는 과정에서 생성되는 이소외부 티타늄 분말이다. 불순물 함량이 높기 때문에 티타늄 분말 생산에는 거의 사용되지 않습니다. 나트륨 환원법으로 제조된 티타늄 분말은 순도가 높고 특히 산소, 질소, 철 및 탄소 불순물 함량이 낮고 유동성이 좋습니다. 이는 티타늄 분말을 생산하는 유망한 방법 중 하나입니다.
용융염 전기분해법
다른 활성 금속과 마찬가지로 전기분해에 의한 티타늄 분말의 제조는 용융염 매질에서 수행되어야 합니다. 용융염 전기분해의 전통적인 방법은 티타늄염을 용융염에 용해시키는 것입니다. 미국 다우하우메트(Dow-Howmet)와 타임트(Timet)는 각각 전해 생산라인 2개를 건설했으나 티타늄과 염소의 역반응을 제어하지 못해 폐쇄됐다. 현재 이탈리아의 Ginatta Company는 이 공정에 대한 연구를 계속하기 위해 토리노 시에 대규모 테스트 공장을 건설했으며 격막이 없는 전기염소화 및 불소화를 제시했습니다.
